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電子電路教學(xué)設(shè)計范文第1篇

【摘 要】 本文在分析《士官大專數(shù)字電路》學(xué)員具體情況、教學(xué)內(nèi)容和課程目標(biāo)的基礎(chǔ)上，論述了該課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計、教學(xué)策略設(shè)計等問題，主張整合教學(xué)內(nèi)容，增大課堂信息量，改革教學(xué)方法，注重素質(zhì)教育，以期全面提高教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 士官大專；數(shù)字電路；課程目標(biāo)；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)設(shè)計

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是電類的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強的理論性和實踐性，傳統(tǒng)的教學(xué)方式重視理論而忽略實踐，因此在教學(xué)設(shè)計中應(yīng)突出實驗在學(xué)習(xí)過程中的作用；使學(xué)員形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和崗位任職的需要打下一定的基礎(chǔ)。

一、教學(xué)起點分析

1、學(xué)員情況

該教學(xué)班是有線通信技術(shù)、視訊通信專業(yè)，士官大專層次，總體基礎(chǔ)比較差，少數(shù)學(xué)員初中畢業(yè)，大部分學(xué)員高中畢業(yè)，學(xué)習(xí)態(tài)度和成績都較差。依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，數(shù)字電子技術(shù)是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間的橋梁。通過本課程的學(xué)習(xí)建立認識和分析一般電子電路的能力，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和勤于動手的良好習(xí)慣，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)

《數(shù)字電子技術(shù)》是士官大專學(xué)員一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)員知識體系的重要組成部分。學(xué)習(xí)本課程的目的是培養(yǎng)學(xué)員的邏輯思維方式，養(yǎng)成學(xué)員自主學(xué)習(xí)、獨立思考和實際動手的能力，為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下相應(yīng)的基礎(chǔ)。

（1）教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)。 教學(xué)內(nèi)容主要包括七部分：數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、小規(guī)模時序電路及其應(yīng)用、中規(guī)模集成（MSI）時序模塊及其應(yīng)用、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理與應(yīng)用以及存儲器與可編程邏輯器件。

教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會數(shù)字電路的基本原理和基本分析方法；感受實驗在學(xué)習(xí)過程中的作用；形成分析和解決實際問題的能力；為專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和適應(yīng)崗位任職的實際需要打下基礎(chǔ)。養(yǎng)成獨立思考、刻苦鉆研、善于質(zhì)疑等良好習(xí)慣，形成嚴(yán)謹求實、一絲不茍的優(yōu)良作風(fēng)。

（2）對教學(xué)內(nèi)容的理解。 數(shù)字電子技術(shù)在數(shù)字集成電路集成度越來越高的情況下，開發(fā)數(shù)字系統(tǒng)的實用方法和用來實現(xiàn)這些方法的工具已經(jīng)發(fā)生了變化。但是，在數(shù)字電子技術(shù)中作為理論基礎(chǔ)的基本原理并沒有改變，理解大規(guī)模集成電路中的基本模塊結(jié)構(gòu)仍然需要基本單元電路的有關(guān)概念。因此，作為數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程，介紹數(shù)字系統(tǒng)中常用的基本單元電路、基本功能模塊及基本的分析方法仍然是其基本內(nèi)容。

本課程的重點為：組合邏輯電路和時序邏輯電路。對于重點內(nèi)容，要以板書講解為主，盡可能結(jié)合工程實際多舉例題，講習(xí)題課，以達到強化基本概念、基本原理的目的。難點為：小、中規(guī)模時序電路及其應(yīng)用。對于難點內(nèi)容，要以板書和多媒體相結(jié)合來講解，便于學(xué)員理解，同時要通過多舉例題，講習(xí)題課、適當(dāng)增加學(xué)生習(xí)題量等來鞏固。

3、經(jīng)驗提醒

（1）為了增加學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)中內(nèi)容應(yīng)減少理論部分增加應(yīng)用實例。在教學(xué)方法的處理上精講多練，運用仿真工具演示電路的工作過程提高學(xué)習(xí)的趣味性、可視性和效能性；加強課堂練習(xí)提高課堂的利用率。學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意學(xué)習(xí)方法，提高自信心、主動性，多看書，多做練習(xí)、多做實驗。（2）數(shù)字電路是一門實踐性很強的課程，應(yīng)重點強調(diào)理論與實驗相結(jié)合。特別是本課程的重點內(nèi)容及難點內(nèi)容。通過實驗學(xué)員不僅可以加深理論知識的理解.而且還能鍛煉學(xué)生的動手能力。（3）總結(jié)歸納，在教學(xué)中要善于歸納，每次上完課應(yīng)對所講內(nèi)容進行歸納總結(jié)，使學(xué)員更加明確本次課的重點及難點內(nèi)容。（4）利用現(xiàn)代多媒體手段將一些不好理解的內(nèi)容形象地顯示出來。（5）要求學(xué)員通過做大量習(xí)題，掌握理論知識。

二、課程目標(biāo)設(shè)計

1、總體目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，熟悉數(shù)字電路的基本知識和基本分析方法；感受實驗在學(xué)習(xí)過程中的作用；形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和崗位任職的需要打下一定的基礎(chǔ)。

2、課程目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合本教學(xué)班的情況，確定各單元（章節(jié)）教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）知識與技能。①說出邏輯代數(shù)的基本公式。②知道常用組合邏輯電路的特點，歸納分析方法。③描述時序邏輯電路的工作原理和功能，歸納常用時序電路的分析方法。 ④說出PLD的工作原理和功能。

（2）過程與方法。①學(xué)會簡單邏輯函數(shù)的化簡方法。②學(xué)會常用的組合電路的分析方法。③學(xué)會同步時序電路的分析方法。④感受PLD器件的發(fā)展動態(tài)，了解科學(xué)前沿。⑤通過查找和閱讀數(shù)字集成電路芯片的資料，學(xué)會資料的查找和閱讀方法。⑥通過課堂演示Multisim2001軟件仿真數(shù)字邏輯電路工作過程，感受仿真軟件的基本使用方法。

（3）情感態(tài)度價值觀。養(yǎng)成獨立思考、刻苦鉆研、不斷學(xué)習(xí)、善于質(zhì)疑等良好習(xí)慣；形成嚴(yán)謹求實、一絲不茍的優(yōu)良作風(fēng)。

三、教學(xué)策略設(shè)計

1、整合教學(xué)內(nèi)容，增大課堂信息量

隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，新理論、新技術(shù)、新成果的不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容在不斷增加，使原教學(xué)課時數(shù)相對減少，要保證有線通信、視訊通信專業(yè)對《電子技術(shù)基礎(chǔ)Ⅲ》課程的教學(xué)要求，就必須在課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上加以改進，提高教學(xué)起點，增大課堂信息量，不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量，在有限的學(xué)時內(nèi)實現(xiàn)加強基礎(chǔ)、強化應(yīng)用、拓寬專業(yè)知識面的目標(biāo)。

（1）根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)精選教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的課程標(biāo)準(zhǔn)要求和學(xué)時，精選教材中的教學(xué)內(nèi)容，其中的組合邏輯電路、小規(guī)模時序電路及其應(yīng)用、中規(guī)模時序模塊及其應(yīng)用應(yīng)作為主要講授內(nèi)容，同時適當(dāng)介紹擴大知識面的內(nèi)容和學(xué)科前沿發(fā)展的趨勢，并融入一些具有工程實踐應(yīng)用的實例。

（2）根據(jù)學(xué)員的實際情況及課程標(biāo)準(zhǔn)，確定每節(jié)課的內(nèi)容。主要講述基本概念、基本原理及基本的分析方法等，同時適當(dāng)擴大知識面并融入一些具有工程實踐應(yīng)用的實例；并通過課堂練習(xí)、課后作業(yè)加深對所學(xué)知識的理解。

（3）理論與實驗相結(jié)合，通過實驗使學(xué)生加深理論知識的理解同時鍛煉學(xué)生的動手能力。

（4）組織課堂討論，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣；了解學(xué)員學(xué)習(xí)過程中的疑難問題并及時講解，促進教學(xué)互動。

（5）板書與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采用板書與多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)方法。對于重難點知識可以采用板書具體講解，再結(jié)合多媒體技術(shù)講解，使用現(xiàn)代化教學(xué)手段能夠?qū)⒊橄蟮膬?nèi)容形象化、直觀化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，便于學(xué)員理解。

（6） 鼓勵學(xué)員樹立自信心。士官學(xué)員，部分學(xué)員基礎(chǔ)差，膽子小，不善于參與課堂交際。教員應(yīng)對這類學(xué)員暗含期望，多給他們一次表現(xiàn)的機會，及時表揚、肯定與鼓勵，來激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。

（7）幫助學(xué)員學(xué)習(xí)，充分利用課余時間進行輔導(dǎo)。及時了解學(xué)員在學(xué)習(xí)本課程時遇到的問題，利用課余時間加強對輔導(dǎo)。鼓勵學(xué)員互相幫助，通過“小老師”推動學(xué)員進步。

2、改革教學(xué)方法，注重素質(zhì)教育

目前在高等教育中還存在著偏重理論學(xué)習(xí)忽視實踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。不少學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，缺乏主動性和創(chuàng)新精神，教員教得很辛苦，但教學(xué)效果卻不理想。原因是課堂教學(xué)中強調(diào)了教員的主導(dǎo)作用，而學(xué)生的主體作用卻未能體現(xiàn)。因此要把學(xué)生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高素質(zhì)人才，必須改革教學(xué)方法，注重素質(zhì)教育和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

（1）探索課堂教學(xué)方法。課堂教學(xué)方法應(yīng)貫徹由簡到繁、循序漸進、深入淺出的原則，并給學(xué)生留下思考的空間。在應(yīng)用知識解題方面，一般是學(xué)生最薄弱的環(huán)節(jié)，如組合邏輯電路的分析和時序邏輯電路的分析，學(xué)生普遍感到不易掌握，教學(xué)時應(yīng)通過典型例題著重講清分析思路，讓學(xué)生學(xué)會舉一反三，能夠觸類旁通。引導(dǎo)學(xué)員開展積極的發(fā)散思維活動，師生之間應(yīng)不斷進行情感交流，保持心靈上的溝通，營造平等、寬松的課堂氛圍，使學(xué)生處于心情舒暢、思維活躍的心理狀態(tài)，從而獲得較好的教學(xué)效果。

（2）采用啟發(fā)式教學(xué)，啟迪學(xué)生思維。人的思維活動常常是由提出問題開始的，因此，在教學(xué)過程中，教員要善于提出問題，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生去發(fā)現(xiàn)疑難，提出問題，啟迪學(xué)生去積極思考，尋求答案。教員要善于啟發(fā)引導(dǎo)，調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)主動性，重視培養(yǎng)學(xué)員的參與意識。在講課中應(yīng)注意體現(xiàn)本課程的工程性和實踐性，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹一些生活中的典型應(yīng)用實例，從而激發(fā)學(xué)生對本課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

（3）運用討論式教學(xué)，培養(yǎng)分析能力。在教學(xué)進行了幾個單元后，可以組織學(xué)員開展課堂討論，以提高學(xué)員學(xué)習(xí)的主動性。由教員和學(xué)生共同分析作業(yè)中出現(xiàn)的概念問題，鼓勵學(xué)員積極參與，充分發(fā)表自己的觀點，大膽地提出疑問。并通過精選的典型例題，引導(dǎo)學(xué)員積極思維，引導(dǎo)學(xué)員尋求解題思路，最后由教員講評。通過課堂討論既可啟迪學(xué)生的智慧，又能提高學(xué)員的分析問題的能力。

電子電路教學(xué)設(shè)計范文第2篇

【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校；電子電路設(shè)計；音響設(shè)計；創(chuàng)新教學(xué)

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（c）-0000-00

與中職學(xué)校的其他專業(yè)相比，電子專業(yè)對于學(xué)生的動手實踐能力要求更高。因此在進行電子電路設(shè)計課程的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)充分將理論與實踐結(jié)合起來進行教學(xué)。但是受教學(xué)資源和教學(xué)條件的限制，部分中職電子電路設(shè)計專業(yè)教學(xué)仍然以理論教學(xué)為主，只注重學(xué)生在CAD軟件上的操作是否熟練，而忽略了電子電路設(shè)計的實際應(yīng)用。以下筆者就結(jié)合自己的教學(xué)實踐經(jīng)驗，來談?wù)勲娮与娐吩O(shè)計實用性項目的創(chuàng)新教學(xué)方法。

1、開展實用性項目教學(xué)的必要性

一般來講，電子電路設(shè)計工作都是在CAD軟件上制作完成的，因此現(xiàn)如今很多中職電子專業(yè)在教學(xué)中往往只將教學(xué)實踐的重心放在培養(yǎng)學(xué)生的CAD制圖能力上，也就是說，中職電子電路設(shè)計教學(xué)除了進行理論教學(xué)以外，就是對學(xué)生進行CAD軟件應(yīng)用能力培訓(xùn)，并認為這樣就能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的電子電路設(shè)計人才。然而事實上卻并非如此，很多學(xué)生在進入企業(yè)進行實際生產(chǎn)時，仍然不能在短期內(nèi)掌握生產(chǎn)設(shè)計要領(lǐng)，實踐能力很弱。

基于此，我們應(yīng)當(dāng)了解到，電子電路設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容不但要包括理論、CAD軟件，還要包括一些實用性項目，也就是要培養(yǎng)學(xué)生對于PCB板的設(shè)計能力，包括對PCB板的布局和布線進行合理設(shè)計，從而使產(chǎn)品設(shè)計達到相關(guān)質(zhì)量認證要求。

2、開展實用性項目創(chuàng)新教學(xué)實踐的方法

通常在中職電子電路設(shè)計課程的項目式教學(xué)中，包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機系統(tǒng)層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設(shè)計、單片機系統(tǒng)PCB板設(shè)計、U盤PCB板設(shè)計和PBC封裝設(shè)計幾大項目。在本文中，筆者提出可以在此基礎(chǔ)上增設(shè)一個新的項目，即音響電路PCB板的設(shè)計項目。

之所以要提出在電子電路設(shè)計項目中增設(shè)音響電路設(shè)計，是因為當(dāng)前的電子產(chǎn)品基本上都會配備語音系統(tǒng)，而電子產(chǎn)品的發(fā)展又是趨勢于輕巧、單薄的方向。也就是說，現(xiàn)代電子產(chǎn)品對電子電路板的密度要求越來越高，PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設(shè)計中，若布線過于緊湊，會出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾，因此要增大密度，就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此，我們應(yīng)當(dāng)將音響電路PCBLAYOUT設(shè)計也作為電子電路板設(shè)計的一個重要項目內(nèi)容。

3、基于實用性的音響電路設(shè)計項目實踐

音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數(shù)字電路、模擬電路和高頻電路組成，在對其進行設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮到電路板的使用穩(wěn)定性。而影響其使用穩(wěn)定性的主要因素有電源、接地和信號線處理等，這些因素對電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點對這三個因素的實踐處理方法進行探討。

3.1電源的處理

在組合音響的使用電源種，運用到很多降壓、穩(wěn)壓電路，所以在做線路圖時就應(yīng)當(dāng)把他們分開。但是在選用降壓呵穩(wěn)壓電路時，必須要考慮到承受工作的電流問題，在同一組電壓給不同模塊時應(yīng)當(dāng)將磁珠分開。

3.2地線的處理

在做組合音響的地線處理時，必須要考慮的就是電流問題。

我們都知道一個原理，那就是電源從哪里來，那么底線就要回哪里去。比如一個5v的電源，它給CD部分供電，那么CD部分的地也要回到5v電源的地上，如果這個5v電壓是經(jīng)過12V降下來的，那么它的地也就再回到12V電源的地線上，都是一級一級串起來的，最后到總電源輸入的地上。

DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應(yīng)該直接接入到功放的地線上。很多時候，我們畫功放電路都會想到單點接地，都想把所有地都接入到濾波電源的電容上，認為這個地方的地是最干凈的，其實還是有局限性。因為AUX輸入的是音頻信號，電壓的幅度起伏不定，功放的電流波動也很大，也就造成功放的地不穩(wěn)定。

喇叭的地要接到電源地上，不能放在功放的IC地上，眾所周知，功放的IC地上是存在一定電壓的，如果把喇叭的地接放到這里，不僅輸出功率降低了，還相當(dāng)于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起，這樣使得喇叭的地變得更加不穩(wěn)定，電壓相對也起伏加大了。

3.3信號線的處理

在模擬功放里信號線已經(jīng)很少，一般只有聲道。

在音頻輸入輸中間要用地線隔開，最好音頻線的兩邊要用地線包起來。

LR聲道線上的濾波電容要離開得遠些（在音頻信號幅度很大的時候，這點影響很明顯）。相隔太近，容易引起失真，串音。

在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區(qū)，在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫，從而減少銅鉑上的阻抗，一般是在地線上，或者音頻輸出線上。

3.4音響產(chǎn)品的PCB工藝

貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產(chǎn)品使用到插件的物料很多，所以在焊接上可能還會使用到波峰焊，因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。

在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口，以便過波峰焊的時候，不至于出現(xiàn)連錫，但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5認證

我們都知道，音響產(chǎn)品不比MP3和U盤，它還多了一個需要認真的安規(guī)UL。所以在選用器件時，一定要選擇過了UL認證的物料，還要選擇在認證時變壓器一定是沒有被浸漆的，在做安規(guī)測試時要有耐壓和過流保護作用的。如果選用好的變壓器，那么耐壓問題是不會出現(xiàn)的，在電路中增加保險絲，也是為了做過流的保護作用。

FCC，CE認證的處理方法基本上都是適用于音響產(chǎn)品的。此外就音響產(chǎn)品還有一種特殊的處理方法，就是在連接線上增加磁環(huán)。

4、結(jié)語

綜上所述，在中職電子電路設(shè)計的課程教學(xué)中進行實用性項目教學(xué)的創(chuàng)新和改進是非常有必要的，也是未來社會發(fā)展對中職學(xué)校人才培養(yǎng)提出的新的要求。作為電子專業(yè)的學(xué)生，不但要能夠充分掌握電子電路設(shè)計的理論知識和軟件設(shè)計方法，還要能夠與實際生產(chǎn)相結(jié)合，掌握生產(chǎn)中需要注意的設(shè)計要點。本文中提出在電子電路設(shè)計的項目教學(xué)中加設(shè)音響電路設(shè)計正是基于這種理論而提出的，希望能夠為廣大同行提供一些借鑒和參考，從而促進中職電子專業(yè)教學(xué)模式的改革和教學(xué)水平的提高。

參考文獻

[1] 趙永杰，郭英. 項目教學(xué)在電子線路CAD教學(xué)中的探索與實踐[J]. 吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報. 2010（05）

電子電路教學(xué)設(shè)計范文第3篇

關(guān)鍵詞：CDIO理念；數(shù)字電路設(shè)計；實踐環(huán)節(jié)教學(xué)

一、引言

CDIO理念是由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)所創(chuàng)立，是一種全新的課程教學(xué)理念，主要涵蓋12項標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注學(xué)生可操作性能力培養(yǎng)，使學(xué)生能夠在主動、積極的學(xué)習(xí)態(tài)度下，更加靈活、深入地參與到課程教學(xué)實踐活動中。CDIO理念在數(shù)字電路設(shè)計實踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革中的應(yīng)用，有助于學(xué)生綜合實踐能力的提升，對學(xué)生未來的工作與發(fā)展能夠產(chǎn)生重要的影響。本文基于CDIO理念的內(nèi)容，分析數(shù)字電路設(shè)計實踐環(huán)節(jié)教學(xué)的相關(guān)方式，以期能夠不斷提升學(xué)生的綜合實踐水平。

二、CDIO理念在數(shù)字電路設(shè)計實踐環(huán)節(jié)教學(xué)中應(yīng)用的價值

CDIO理念在數(shù)字電路設(shè)計實踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，符合課程教學(xué)的客觀要求，能夠為學(xué)生未來的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。第一，符合課程教學(xué)的客觀要求。硬件課程入門相對較難，實踐環(huán)節(jié)是提升學(xué)生理論知識聯(lián)系實踐的重要方式，將CDIO理念融入數(shù)字電路設(shè)計實踐環(huán)節(jié)中，有助于豐富課程教學(xué)的內(nèi)容，轉(zhuǎn)變單一的教師講授課程教學(xué)方式，在充分激發(fā)學(xué)生實踐探究興趣、實踐參與熱情的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生問題分析能力、問題解決能力，為學(xué)生數(shù)字電路設(shè)計綜合能力的提升奠定良好的基礎(chǔ)。[1]第二，符合社會用人的實際需求。信息化時代背景下，社會中用人單位對數(shù)字電路設(shè)計人才的需求不斷增加，將CDIO理念融入教學(xué)實踐環(huán)節(jié)中，通過針對性的情境設(shè)計、案例分析等方式，能夠使學(xué)生在實驗參與、實驗設(shè)計的過程中，形成一定的綜合問題分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，為學(xué)生未來的工作與發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

三、基于CDIO理念的數(shù)字電路設(shè)計實踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革對策

素質(zhì)教育理念下，基于CDIO理念的數(shù)字電路設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)，可以通過基于課程教學(xué)的目標(biāo)，循序漸進開展綜合實驗活動；開展合作探究的活動，增強學(xué)生實際電路設(shè)計能力等方式循序漸進的展開。第一，基于課程教學(xué)的目標(biāo)，循序漸進開展綜合實驗活動。明確的課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，能夠使各項數(shù)字電路設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠循序漸進的展開，對學(xué)生知識的逐漸學(xué)習(xí)以及能力的不斷提升，能夠產(chǎn)生積極的影響。教師可以結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計，基于CDIO標(biāo)準(zhǔn)中3、5、7的要求，結(jié)合嘗試教學(xué)的方法，鼓勵學(xué)生多嘗試、多參與。[2]教師可以將數(shù)字電路設(shè)計課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)分成兩個層次，從最基礎(chǔ)的入門級電路編程開始，難度逐漸提升，最后使每一位學(xué)生均能夠完成實際的案例綜合實驗，初步具備實際的工程能力。實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師需要秉持著良好的教學(xué)態(tài)度，平等對待每一位學(xué)生，給予學(xué)生充足的實驗參與時間，并引導(dǎo)學(xué)生積極表述自己的觀點，保證綜合實驗教學(xué)活動開展的效果。第二，開展合作探究的活動，增強學(xué)生實際電路設(shè)計能力。嘗試性實驗的方式能夠緩解學(xué)生的心理壓力，教師需要給與學(xué)生更多的鼓勵與支持。素質(zhì)教育理念下不僅僅關(guān)注學(xué)生知識與技能的掌握情況，同時也比較關(guān)注學(xué)生合作意識、探究意識以及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。[3]素質(zhì)教育理念下，教師可以通過開展合作探究活動的方式，將2名到4名學(xué)生劃分為一個小組，并且通過任務(wù)、資料查找、實驗驗收以及撰寫實驗報道等方式，不斷提升學(xué)生的實際工程能力，使各項數(shù)字電路設(shè)計實踐教學(xué)活動能夠更加貼近于科研項目研究流程，貼近于學(xué)生的實際生活。[4]比如教師可以為學(xué)生布置“編寫出租車計費器、電梯控制器以及自動售貨機”的相關(guān)任務(wù)。學(xué)生通過分組合作的方式，每一位學(xué)生負責(zé)完成一個項目，學(xué)生需要通過小組合作的方式，在規(guī)定的時間內(nèi)完成項目合作。學(xué)生需要明確分工每一個人的工作，通過方案的設(shè)計、可行性的論證以及相關(guān)資料的查找等方式，完成實驗設(shè)計工作。在實驗參與的過程中，形成一定的合作意識與探究能力，學(xué)會合作、學(xué)會分析。學(xué)生完成合作實驗項目后，還需要進行實驗報告的撰寫，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯分析能力。

四、結(jié)束語

信息化時代背景下，人才綜合實踐能力將會直接影響人才的綜合發(fā)展情況。教師可以通過基于課程教學(xué)的目標(biāo)，循序漸進開展綜合實驗活動；開展合作探究的活動，增強學(xué)生實際電路設(shè)計能力等方式，將CDIO理念與數(shù)字電路設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)相互融合，為學(xué)生帶來全新的數(shù)字電路設(shè)計實踐學(xué)習(xí)體驗，使每一位學(xué)生都能夠在實驗參與、實驗設(shè)計的過程中，形成一定的綜合問題分析能力，真正體驗實踐教學(xué)的價值，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻：

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[2]潘勁松.基于項目式教學(xué)的《高等數(shù)學(xué)》課程整體設(shè)計研究——以湖南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電類專業(yè)為例[J].職業(yè)時空，2016，01（23）:43-46+55.

[3]李道真，吳曉娟，郝艷榮，等.本科模擬電路理論及實驗課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革與實踐[J].華北航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011，S1（13）:90-91+97.

電子電路教學(xué)設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞：高職 電子設(shè)計 電子線路CAD技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0186-01

對于高職學(xué)生而言，要學(xué)習(xí)的不僅僅是專業(yè)知識，動手能力是在學(xué)好專業(yè)知識的基礎(chǔ)上更高的一個層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生經(jīng)常會遇到電子設(shè)計等問題，因此，在進行電子設(shè)計的時候需要用到的很多專業(yè)知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術(shù)在電路板的制作方面的應(yīng)用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用進行研究與探索，說明電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計的關(guān)系以及在電子設(shè)計中發(fā)揮的作用。

1、電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計的關(guān)系

隨著電子技術(shù)的廣泛發(fā)展以及新型元器件和集成電路的廣泛應(yīng)用，電路在設(shè)計方面也越來越復(fù)雜與集成化，因此，對電路的要求也越來越精密。而為了達到電路在復(fù)雜與集成化方面的要求，在制作電路的時候單靠手工的操作已經(jīng)不能完成設(shè)計的目的了。所以，就產(chǎn)生了現(xiàn)在我們所用到的電子線路CAD技術(shù)。我們在電子設(shè)計過程中利用它就能達到電路所要求的精密度。

2、電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

電子線路CAD技術(shù)是使用當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的計算機輔助繪圖和設(shè)計軟件，然后結(jié)合學(xué)過的專業(yè)知識進行設(shè)計，以加快設(shè)計進程、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量等。電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用主要是一下幾個方面：

2.1 繪制電路圖

在進行電子設(shè)計的過程中，要實現(xiàn)電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個設(shè)計，還需要有一個完善的電路來承載這個程序，讓它實現(xiàn)它本該實現(xiàn)的功能。在電子設(shè)計中，我們一般運用的軟件是PROTEL,繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫，能夠為我們電子設(shè)計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進行電子設(shè)計確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過程也更為方便。比如：我們在畫好一個元器件后，覺得它應(yīng)該放在其他的位置，則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。

2.2 計算機仿真

電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計的應(yīng)用過程中還具備運用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達到了我們所預(yù)期的功能，并且能夠?qū)σ恍?shù)據(jù)進行仿真，可進一步對電路進行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進行直流工作電的分析、瞬態(tài)分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進行仿真的時候，我們首先要進行一個功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達到了預(yù)期的功能，然后進行數(shù)據(jù)仿真，對該電路進行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進行仿真過后，分析結(jié)果一般都是以數(shù)值或波形的方式顯示出來。

2.3 PCB板的設(shè)計

PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進行布線后的一種電路板。在進行PCB板的設(shè)計之前，首先要將電路原理圖導(dǎo)入，而導(dǎo)入的電路原理圖必須是通過仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設(shè)計者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進行布線。采用該軟件對電路圖進行布線，設(shè)計者可以先采用自動布線功能對電路進行大致的布線，然后用手動布線功能對其進行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。

2.4 三維視圖

在將PCB板設(shè)計好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點擊三維視圖的菜單就可以觀看設(shè)計電路板的三維視圖。

3、讓學(xué)生更好地掌握電子線路CAD技術(shù)

如上所述，掌握了電子線路CAD技術(shù)對于學(xué)生而言，可以更好地進行電子線路方面的設(shè)計工作。但在學(xué)習(xí)這一項技術(shù)的過程中，我們往往會發(fā)現(xiàn)學(xué)生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應(yīng)用的例子。學(xué)生學(xué)習(xí)后多呈現(xiàn)一種臨時性的記憶，即在課程中會用，考核結(jié)束后在不長的時間后就不再掌握的現(xiàn)象。

解決這一問題的方法以，通過實踐我們認為采用類似德國職業(yè)教育所推行的以行動為導(dǎo)向的項目教學(xué)法為好。其基本的思路是：

(1)先整體后具體：在學(xué)習(xí)CAD技術(shù)時，先期進行總體介紹，讓學(xué)生有全局的認識，打消畏難的情緒；而后開始進入各項目的的學(xué)習(xí)實踐。

(2)先低頻后高頻：總體而言學(xué)生進入學(xué)習(xí)后應(yīng)從簡而繁，低頻的一些電子產(chǎn)品其電路較之高頻的簡單，學(xué)習(xí)應(yīng)從其中入手。

(3)先規(guī)范后異型：突出異型電路板的設(shè)計制做，其目的是讓學(xué)生今后在實際工作中具有變通的能力，在CAD技術(shù)中也手工調(diào)整電路布局的精華所在。

(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。

最后一點是，對于各個CAD制作的電路，不應(yīng)僅停留于電腦的設(shè)計，在教學(xué)的過程中應(yīng)讓學(xué)生的設(shè)計成為成品。這樣可使學(xué)習(xí)更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學(xué)生對學(xué)習(xí)到的技術(shù)彌久常新。當(dāng)然，這種做法也會使教學(xué)的成本大幅上揚，但從人才培養(yǎng)的角度看，這樣的投入是值得的。

4、結(jié)語

在電子設(shè)計中運用電子線路CAD技術(shù)，不僅解決了電子設(shè)計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時，讓學(xué)生通過在自主地進行一些電子設(shè)計，并在的過程中運用該技術(shù)，適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術(shù)的實際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術(shù)。

參考文獻

[1]朱潔.電子線路CAD技術(shù)在高職電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2010,(15):55～57.

電子電路教學(xué)設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞:EDA技術(shù);現(xiàn)場可編程邏輯器件;教學(xué)改革

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A

“數(shù)字邏輯電路”課程在高等院校電氣信息類學(xué)科各專業(yè)教育中的作用舉足輕重,一方面,它是電氣信息類學(xué)科最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一,是學(xué)生鞏固理論知識,學(xué)好眾多專業(yè)課程的基礎(chǔ),將影響學(xué)生對以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣;另一方面,它具有極強的邏輯性和實用性,通過這門課程的學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力。目前,懂?dāng)?shù)字電路設(shè)計、FPGA的專業(yè)人才備受用人單位青睞,這賦予了“數(shù)字邏輯電路”課程教學(xué)更加重要的現(xiàn)實意義。

然而,高等院校“數(shù)字邏輯電路”教學(xué)存在教學(xué)效果不明顯,學(xué)生收獲甚小等問題。理論課的學(xué)習(xí)最終是為培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。但不少學(xué)生反映,他們在這門課程上花費了很多時間,認為“學(xué)得不錯”,課本中較難的題目也都能很快作答,只是到了實踐環(huán)節(jié),特別遇到實際工程,就感覺束手無策。

教學(xué)活動中應(yīng)當(dāng)強調(diào)給學(xué)生留有足夠的想象空間,引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維能力和創(chuàng)新應(yīng)用、開發(fā)數(shù)字邏輯電路器件的能力。通過課程的教學(xué),使學(xué)生掌握邏輯代數(shù)和邏輯設(shè)計基礎(chǔ)理論,掌握數(shù)字邏輯電路分析和數(shù)字邏輯電路設(shè)計的基本方法,為他們今后在信息技術(shù)天地中馳騁奠定堅實的硬件基礎(chǔ)。為此,我們以“實用、有趣、建立學(xué)生自信”為指導(dǎo)思想,探索數(shù)字邏輯電路理論及實驗教學(xué)改革方法。從理論教學(xué)、實驗教學(xué)等方面對“數(shù)字邏輯電路”教學(xué)進行大膽改革,摒棄陳舊的教學(xué)內(nèi)容和落后的教學(xué)手段,在實驗環(huán)節(jié),以活潑的實驗來促進理論教學(xué),調(diào)動學(xué)生主動性。

1傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路教學(xué)存在問題分析

我們曾經(jīng)設(shè)計了一些數(shù)字邏輯電路工程應(yīng)用中較為基礎(chǔ)的例子,通過多種形式向多所院校相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生做過一次非正式調(diào)查,要求被調(diào)查者使用數(shù)字電路邏輯模塊,實現(xiàn)如下設(shè)計:

(1) 設(shè)計電子開關(guān),當(dāng)鍵盤按下,LED燈亮,再次按下LED燈滅,再按下亮。要求采用3種以上方式,需要考慮消除按鍵信號中的毛刺。

(2) 用8路撥碼開關(guān)和一個按鍵設(shè)計一個密碼鎖,通過撥碼開關(guān)設(shè)置密碼,按下按鍵作為確認,如果密碼輸入3次錯誤,密碼鎖失效。

(3) 實現(xiàn)一個秒表,已知:6個共陽極七段碼的a,b,c,d,e,f,g分別相連,其中各七段碼的共陽端分別引出。

(4) 給定一段樂譜,用蜂鳴器實現(xiàn)樂譜的播放。

(5) 設(shè)計一個串行通信模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)到PC的傳輸,要求9600波特率,無校驗位。

(6) 以555電路為基礎(chǔ),用手指作為啟動源,當(dāng)手觸摸電路后,LED燈亮10秒后熄滅。

(7) 一塊8x8的點陣LED,設(shè)行為x,列為y,(0≤x≤7,0≤y≤7),當(dāng)y0為高,x0為低,坐標(biāo)為(x0,y0)對應(yīng)的LED燈亮,請實現(xiàn)不斷變化的英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字的顯示。

(8) 控制DAC0832實現(xiàn)一個鋸齒波、三角波,要求信號周期可調(diào)。

調(diào)查結(jié)果顯示,只有少數(shù)可以使用數(shù)字邏輯模塊實現(xiàn)其中的個別設(shè)計;多數(shù)學(xué)生對上述工程實例束手無策;部分學(xué)生表示如果借助“硬件描述語言”可以實現(xiàn)。基礎(chǔ)的工程應(yīng)用設(shè)計尚且如此,可以想象實現(xiàn)更為復(fù)雜的數(shù)字邏輯電路工程的情況。經(jīng)過分析,我們認為原因在于“數(shù)字邏輯電路”教學(xué)存在如下問題:

(1) 理論課內(nèi)容充斥以技巧性解題為目標(biāo)的題型,學(xué)生很難把抽象知識和實踐結(jié)合應(yīng)用;

(2) 現(xiàn)有教材的內(nèi)容多與其它課程孤立,很少注重和其它課程的聯(lián)系和延伸;

(3) 教材內(nèi)容滯后于科學(xué)技術(shù)發(fā)展,和實際工作嚴(yán)重脫節(jié);

(4) 以舊式實驗箱、接線板實驗設(shè)備為代表的傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路實驗設(shè)備仍舊廣泛地在高校使用,實驗手段落后。

傳統(tǒng)實驗設(shè)備是采用固定數(shù)字邏輯電路芯片搭建的實驗,學(xué)生只能按教科書設(shè)計的實驗內(nèi)容按固定的套路做驗證性的實驗,無法支持綜合性、創(chuàng)新性的實驗,學(xué)生把大部分時間都花在接線連線上,實驗結(jié)果只能看到實驗現(xiàn)象而已,很難真正提高數(shù)字邏輯電路設(shè)計能力。

針對傳統(tǒng)數(shù)字電路的不足,我們從優(yōu)化理論教學(xué)手段和內(nèi)容、實驗教學(xué)改革和建設(shè)兩方面著手,對數(shù)字電路理論教學(xué)和實驗教學(xué)大膽改革。

2優(yōu)化理論教學(xué)手段和內(nèi)容

傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路理論教學(xué)最明顯的特征是和實踐脫鉤,內(nèi)容生硬,學(xué)生很難把抽象的知識和實踐結(jié)合并具體應(yīng)用,為解決這一問題,我們拋棄傳統(tǒng)的教科書主要或純粹考學(xué)生做題能力為目的的教學(xué)思路,大量引入活潑生動的教學(xué)實例和相關(guān)的工程應(yīng)用。

同時,項目組從工程實踐中總結(jié)大量素材,設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容力求接近工程實踐,又帶有一定的趣味性和啟發(fā)性,讓學(xué)生知道如何將學(xué)到的知識點應(yīng)用到工程實踐中,這是本項目與傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路理論教學(xué)的不同之處,具體表現(xiàn)在如下幾個方面。

2.1內(nèi)容活潑,摒棄呆板的教學(xué)描述

案例1:教材講述74138和計數(shù)器的應(yīng)用時引用的是“8路脈沖分配器電路”的例子,“脈沖分配器”名稱描述過于抽象和呆板。如果把這個電路稍微改造一下,把圖1中74138的輸出端都接入LED燈,那么這個電路就是一個很形象直觀的“跑馬燈”控制電路,學(xué)生理解起來會更容易,同時也能明確“脈沖分配”概念。

案例2:教材講述74151以及計數(shù)器的應(yīng)用時,引用的是“11100100序列產(chǎn)生器”的例子,如圖2所示?！?1100100序列產(chǎn)生器”本身就是一個古板的名詞,如果把這個電路稍微改造一下,74151的輸出接蜂鳴器,74151的八路數(shù)據(jù)輸入端接樂音頻率,那么這個電路就可以播放一段音樂,如果結(jié)合存儲樂譜的ROM就成了一個能播放音樂的音樂盒,學(xué)生對這樣的例子往往表現(xiàn)出濃厚的興趣和“動手”實現(xiàn)的欲望。

2.2突出實踐意義,注重聯(lián)系實際,并通過展開引導(dǎo)來啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新

案例3:教材在說明555電路的作用時,其中有一個555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的實例,如圖3所示,學(xué)生學(xué)后經(jīng)常反映印象不深刻,不知如何應(yīng)用。

在授課時,為幫助學(xué)生理解,我們是這樣提示學(xué)生的:

(1) 如果你的手指摸一下VI處會有什么情況發(fā)生?

――因為人手的靜電,會導(dǎo)致Vo產(chǎn)生一個高電平寬度為Tw的信號。

(2)Tw這個信號如果接一個LED燈呢,可以應(yīng)用在什么地方?

――原來可以手一摸VI,就可以讓一個LED燈亮Tw秒,這正是觸摸開關(guān)啊。

(3) 我們知道Tw=RCln3,假設(shè)我們不知道電容C的值,那么這個電路可否用于測量電容容值的方法呢?

――通過公式可以說明,如果知道R以及Tw,電容值就確定下來,這個電路可以用于某些電容式傳感器的測量中。

2.3注重與其它課程的聯(lián)系

案例4:在講授移位寄存器的時候,傳統(tǒng)教材一般都只說明移位寄存器的級聯(lián)方法,并沒有通過聯(lián)系其它課程突出移位寄存器的應(yīng)用價值。

在授課時,通過74198級聯(lián)構(gòu)成的16位左移寄存器,如圖4所示,如果結(jié)合計算機通信原理的異步串行通信協(xié)議對這個電路稍微修改一下,那么這個電路就是一個和PC機串口通信接口的電路。學(xué)生原本覺得玄奧的與PC機通信以及異步通信協(xié)議原來這么容易實現(xiàn)。

2.4聯(lián)系PC機的軟件開發(fā)語言鼓勵學(xué)生設(shè)計軟硬件結(jié)合作品

在教學(xué)過程,鼓勵學(xué)生制作軟硬件結(jié)合的作品,如讓學(xué)生學(xué)習(xí)Delphi、C++builder等軟件開發(fā)工具設(shè)計軟件,并把軟件和數(shù)字電路平臺結(jié)合起來。例如把電位器作為游戲中飛機的方向盤,其AD值通過串口傳輸?shù)絇C機的游戲軟件中,實現(xiàn)對飛機飛行的控制;撥碼開關(guān)值傳輸?shù)絇C軟件,實現(xiàn)對圖片的選擇播放。

2.5改善課堂教學(xué)手段,關(guān)注新技術(shù)發(fā)展,引入新的設(shè)計手段

在理論教學(xué)初期,設(shè)計了很多模擬數(shù)字電路功能的“軟件芯片”,通過在課堂PC機演示“芯片”功能,幫助學(xué)生對知識點的理解和課程入門;隨后逐漸通過EDA工具仿真,來幫助學(xué)生加深對課程的印象。與實際工程應(yīng)用聯(lián)系不大且難于理解的內(nèi)容,我們適當(dāng)取舍,甚至略棄,減少學(xué)生學(xué)習(xí)課程時的挫折感。

現(xiàn)代數(shù)字邏輯電路的發(fā)展對傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯電路設(shè)計模式影響深遠,很多傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路的設(shè)計方法已經(jīng)被淘汰甚至被徹底顛覆。在教學(xué)中,我們適當(dāng)加大硬件描述語言的學(xué)習(xí)比重,鼓勵學(xué)生采用硬件描述語言實現(xiàn)電路設(shè)計,并要求學(xué)生掌握EDA工具QuartusII軟件,讓學(xué)生體會現(xiàn)代的數(shù)字邏輯電路的設(shè)計方法。

3實驗教學(xué)平臺改革和建設(shè)

電子技術(shù)實驗,大部分院校采用各類實驗箱(或面包版),實驗過程學(xué)生要完成電路搭建、結(jié)果驗證,可擴展性差,實驗種類是固定的、功能也十分有限。對于一些小型電路,各類實驗箱還能完成實驗,但對于稍微復(fù)雜一些的電路就難以支持了,往往由于芯片短缺、實驗箱長期使用導(dǎo)致接觸不良,加上電路連接過于復(fù)雜,使得故障難以查找。在實際實驗過程中,學(xué)生往往把大部分時間浪費在接線上,看到的卻是單一枯燥的實驗現(xiàn)象,學(xué)生難以發(fā)揮主動性,開展綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗,而且電路搭建成功率低,導(dǎo)致學(xué)生對實驗的興趣下降,影響實際教學(xué)效果。因此如果沒有良好的實驗設(shè)備支撐,學(xué)生無法真正掌握理論知識,更談不上規(guī)模較大的工程實例。

針對這一情況,我們以教材為依據(jù),開發(fā)以綜合性、創(chuàng)新性實驗為目的的基于FPGA的數(shù)字邏輯電路實驗教學(xué)平臺。該平臺可以實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路實驗設(shè)備的大部分實驗,卻具有傳統(tǒng)實驗設(shè)備無法實現(xiàn)的大部分功能,如圖5所示,該平臺具有如下特點:

(1) 該平臺以FPGA為核心,以綜合性、創(chuàng)新性實驗為導(dǎo)向,具有豐富的外設(shè)接口、豐富的設(shè)計資源,可以實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路實驗設(shè)備的大多功能,卻有傳統(tǒng)實驗設(shè)備所不具備的大部分功能,不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗,另外我們在該平臺的基礎(chǔ)上做了很多特色的開發(fā),供學(xué)生學(xué)習(xí)和提高。該平臺可以支持如AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換實驗,555電路等傳統(tǒng)實驗;提供了豐富的外設(shè)接口,如串口、

VGA顯示器接口、PS2接口;借助該實驗平臺可以做出很多活潑的功能實驗,如音樂播放功能、紅外報警功能、觸摸燈等。

(2) 該平臺借助EDA工具,學(xué)生得以從繁重的插線工作解脫出來,具有靈活的設(shè)計風(fēng)格、高效的設(shè)計效率,這是傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路實驗箱無法比擬的。

(3) 該平臺以及實驗設(shè)置是專門針對高校數(shù)字邏輯電路課程和大學(xué)生心理設(shè)計的實驗教學(xué)系統(tǒng)。

實驗過程中,學(xué)生可以借助EDA工具直接通過仿真實現(xiàn)設(shè)計,并下載到平臺運行,脫離傳統(tǒng)實驗設(shè)備實驗過程中的硬件的干擾,把學(xué)生從繁重的插線中解脫出來。另外各種豐富的數(shù)字邏輯模塊以及表達豐富的硬件描述語言給了學(xué)生良好的發(fā)揮空間,配合理論教學(xué)方法,學(xué)生很快就能夠進行實際工程應(yīng)用開發(fā)。

4結(jié)語

“數(shù)字邏輯電路”教學(xué)改革進行以來,我院數(shù)字電路教學(xué)收效明顯,在我院受訓(xùn)班級中起到了意想不到的效果,學(xué)生的動手能力明顯增強,許多本科學(xué)生能夠作出讓研究生都汗顏的作品來。另外基于FPGA的數(shù)字邏輯電路實驗教學(xué)平臺批量生產(chǎn),在該平臺接受訓(xùn)練的班級、學(xué)生人數(shù)不斷增多,許多兄弟院校使用了該實驗平臺后,也取得了不錯的效果。

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Reform of the Digital Logic Circuit Teaching and Construction of Experiment Platform

DENG Chun-jian, LI Wen-sheng, SHI Jian-guo, YANG Liang, LV Yi, LIU Wei

(University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan 528402, China)